本文選題：邊坡穩(wěn)定性 + 智能監(jiān)測��； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：安徽銅陵新橋硫鐵礦是國內(nèi)大型露天礦山之一,經(jīng)過三十余年的露天坑采,新橋礦主采對象-Ⅰ號主礦體采坑的上下相對垂差達398米,形成高陡邊坡,給礦山開采安全造成嚴重威脅。為進一步推動數(shù)字礦山建設(shè),本研究針對采礦工程所形成的高陡邊坡,依托Arcgis桌面系統(tǒng),首先構(gòu)建了研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)庫,按照空間數(shù)據(jù)庫標準化要求,在邏輯上將研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)歸納為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、環(huán)境專題數(shù)據(jù)、監(jiān)測專題數(shù)據(jù)和工程勘察專題數(shù)據(jù)四大類,并從物理存儲角度對要素集、要素類進行了詳細設(shè)計。其次,本研究針對該高陡邊坡詳細設(shè)計了邊坡智能變形監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)方案,并依托專業(yè)建模軟件構(gòu)建了邊坡三維地層模型,實現(xiàn)了邊坡三維可視化。最后,基于GIS并綜合地質(zhì)環(huán)境因素及監(jiān)測數(shù)據(jù)作進一步分析,描述了邊坡形變演化階段及時空運動特征,繪制了邊坡的形變速率分布圖及穩(wěn)定性分等定級圖,就邊坡預(yù)警給出了參考性建議。本研究就邊坡智能監(jiān)測、空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、三維建模及邊坡穩(wěn)定性計算與分析等關(guān)鍵問題展開的探索成果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1)根據(jù)礦方施工建設(shè)及本研究的需要,收集了新橋礦區(qū)地質(zhì)資料、邊坡地形資料、變形監(jiān)測資料、鉆孔及相關(guān)物理、力學(xué)參數(shù)和地質(zhì)災(zāi)害及氣象資料等,依托Arcgis平臺構(gòu)建了新橋礦邊坡地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)綜合庫。該數(shù)據(jù)庫詳細地描述了研究區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)、環(huán)境專題、監(jiān)測專題以及勘察專題四大類數(shù)據(jù),為邊坡的三維可視化、三維地層建模及邊坡的穩(wěn)定性分析和計算提供可靠資源和平臺。2)將專業(yè)地質(zhì)建模軟件Gocad與Arcgis相結(jié)合,實現(xiàn)了新橋礦邊坡三維可視化并構(gòu)建了三維地層模型,為邊坡的穩(wěn)定性研究提供了基礎(chǔ)。3)描述了新橋邊坡智能監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案及系統(tǒng)功能,并對監(jiān)測數(shù)據(jù)從多因子角度進行深度分析,依據(jù)邊坡的形變演化曲線,揭示了邊坡監(jiān)測點的時空運動特征。對小波消噪后的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過聚類分析,在綜合時間及環(huán)境因素的BP分組基礎(chǔ)上不斷學(xué)習(xí),最后繪制了整個研究區(qū)形變速率分布圖,為進一步判別邊坡的穩(wěn)定性提供了數(shù)據(jù)參考。4)以新橋礦邊坡南坡為研究對象,將邊坡穩(wěn)定性數(shù)據(jù)模型與GIS相結(jié)合,較全面地分析了影響邊坡失穩(wěn)的各種因素及因子的作用程度和范圍并量化,通過GIS空間分析,對新橋礦南坡穩(wěn)定性進行了分等定級。
[Abstract]:Xinqiao pyrite mine in Tongling, Anhui Province is one of the large open pit mines in China. After more than 30 years of open-pit mining, the relative vertical difference between the mining pits of No. 1 main orebody and the main mining object of Xinqiao Mine has reached 398 meters, forming a high and steep slope. It poses a serious threat to the safety of mining. In order to further promote the construction of digital mine, this study aims at the high and steep slope formed by mining engineering, relying on Arcgis desktop system, first of all, the geological environment database of the study area is constructed, and according to the requirements of spatial database standardization, The geological environment data of the study area are logically classified into four categories: basic geographical data, environmental special data, monitoring thematic data and engineering survey thematic data. The element set and element class are designed in detail from the point of view of physical storage. Secondly, the intelligent deformation monitoring and early warning system for the high and steep slope is designed in detail, and the 3D stratum model of the slope is built based on the professional modeling software, which realizes the 3D visualization of the slope. Finally, based on the analysis of GIS and geological environmental factors and monitoring data, the evolution stage and space-time movement characteristics of slope deformation are described, and the slope deformation rate distribution map and stability grading map are drawn. Some suggestions on slope warning are given. The main achievements of the research on the key problems of slope intelligent monitoring, spatial database construction, 3D modeling and slope stability calculation and analysis are as follows: 1) according to the needs of mine construction and this research, The geological data of Xinqiao mining area, slope topography, deformation monitoring data, borehole and related physics, mechanical parameters, geological hazards and meteorological data were collected, and the comprehensive database of geological environment data of Xinqiao mine slope was constructed based on Arcgis platform. The database describes in detail four categories of data, namely, basic geology, environmental topics, monitoring topics and survey topics, in order to visualize the slope in three dimensions. The 3D stratum modeling and slope stability analysis and calculation provide reliable resources and platform. 2) combining the professional geological modeling software Gocad with Arcgis, the 3D visualization of Xinqiao mine slope is realized and the 3D stratigraphic model is constructed. The design scheme and system function of the intelligent monitoring system for new bridge slope are described, and the monitoring data are analyzed in depth from the angle of multiple factors, and according to the deformation evolution curve of the slope, the design scheme and the function of the intelligent monitoring system of the new bridge slope are described. The temporal and spatial movement characteristics of slope monitoring points are revealed. The monitoring data after wavelet denoising are analyzed by cluster analysis, and the BP grouping of integrated time and environmental factors is used to study continuously. Finally, the deformation rate distribution map of the whole research area is drawn. This paper provides a data reference for judging the slope stability further. 4) taking the south slope of Xinqiao Mine as the research object, the data model of slope stability is combined with GIS. The factors affecting slope instability are analyzed and quantified, and the stability of the south slope of Xinqiao Mine is graded by GIS space analysis.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD167;P208

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本文編號：1806344